Forschung

Für die Adaptive Optik vereinen wir unsere Expertise an Aktorik, Optik, Prozessen und Materialien. Wir erforschen Prinzipien und Anwendungen für die Adaptive Optik aus elastischen Polymeren und ultradünnen Gläsern. Natürlich darf eine passende Aktorik nicht fehlen, die einfach, zuverlässig und integriert sein muss. Neben sphärischen und asphärischen Linsen entwickeln wir auch asymmetrische Freiformelemente, verformbare Spiegel und sogar Blenden und Gitter.

Prozesse und Anwendungen für magnetische Mikrosysteme bilden unseren zweiten Schwerpunkt, z.B. als robuste Alternative zur allgegenwärtigen Elektrostatik, zur Leistungsübertragung oder zur Sensorik. Unsere einzigartige Methode zum Wickeln von Mikrospulen on-chip ist hierbei unser stärkstes Zugpferd und eröffnet eine neue Dimension gegenüber herkömmlichen planaren Systemen.

Natürlich gehen wir auch einen Schritt weiter. So entwicklen wir die Aktuationsprinzipien und Prozesse nicht nur auf konkrete Anwendungen bezogen, sonder untersuchen sie in ihren Grundlagen, z.B. bei Piezoaktoren oder Biomaterialien.

Adaptive Optik

Als Gruppe für Mikroaktorik nähern wir uns dem Thema der Adaptiven Optik von der aktorischen Seite, natürlich ohne die Optik dabei aus den Augen zu verlieren.
Zu unserem Forschungsportfolio gehören verschiedene durchstimmbare Linsen, Axicon-Spiegel und –Linsen, Freiform-Elemente, Blenden und schaltbare Gitter. Da echte Mikrooptiken für viele anspruchsvolle lichtsensitive Anwendungen nicht genug Apertur und Lichtstärke bieten, bewegen wir uns hier weniger auf der Größenskala der Mikrometer, sondern mehr im Millimeter- bis Zentimeterbereich.
Zu den hierfür verwendeten Materialien zählen Elastomere, z.B. Silikone (PDMS), aber auch flexible, dünne Glas-Membranen und Fluide. Um eine Durchstimmbarkeit der optischen Komponenten auf Bauteilebene zu integrieren, setzen wir gerne Piezo-Keramiken ein, die kompakte Bauformen und gleichzeitig einen schnellen und energieeffizienten Betrieb ermöglichen.
Über die Verarbeitung der Materialien und die weiteren Fertigungsprozesse haben wir uns in der Zwischenzeit ein großes Prozess-Knowhow erarbeitet. Oft bewegen wir uns auf der Grenze von Mikrotechnik und Feinwerktechnik z.B. mit der UV-Laserstrukturierung und der Polymerabformung aber auch mit individuellen Prozesslösungen. >> mehr

MEMS-Herstellungsprozesse

Der Lehrstuhl Mikroaktorik nutzt verschiedene Herstellungsprozesse, welche über die Herstellungsmethoden der klassischen Mikrosystemtechnik hinausgehen. Hierbei kombinieren wir Methoden zur schnellen Prototypenentwicklung wie Laserstrukturierung oder CNC-Fräsen mit massenproduktionskompatiblen Herstellungsverfahren wie automatisches Drahtbonden, Heißprägen und klassischen MEMS Prozessen. Dies ist einerseits oft bedingt durch die multiskaligen Elemente die wir entwickeln, ermöglicht uns aber andererseits oft eine besonders schnelle und effiziente Herstellung.
Um eine effiziente Prozesssteuerung und -optimierung der o.g. Fertigungsprozesse zu ermöglichen und zusammen mit unseren Rapid-Prototyping Prozessen schnelle Design-Iterationen zu erzielen, verwenden wir zusätzlich gerne Methoden zur optischen Charakterisierung, wie z.B. Weißlichtinterferometrie, Mikroskopie und optische Profilometrie. Für die letztere verwenden und entwickeln wir auch unsere eigenen maßgeschneiderten Lösungen. >> mehr

Magnetische Mikrosysteme

Die technologischen Herausforderungen im Bereich der magnetischen Mikrosysteme liegen bei den Prozessen und Materialien. Die Arbeitsgruppe Mikroaktorik verfügt über einen einzigartigen, schnellen und zuverlässigen Prozess zum Wickeln von dreidimensionalen langen Spulen mittels eines Drahtbonderautomaten. Wir entwickeln und fertigen Spulen für magnetische Aktoren, Mikrotransformatoren und Power Management auf dem Chip, induktiven Sensoren, Mikromgnetresonanz, Mikro Energy Harvesting oder magnetisches Schweben.
Weiterhin befassen wir uns mit magnetischen Materialien. Wir untersuchen die Einsatz- und Strukturierungsmöglichkeiten sowohl von dünnen amorphen Metallfilmen als auch von magnetischen Polymeren. Die Materialien dienen zur Führung des magnetischen Flusses oder zur Feldverstärkung und Erhöhung der Kopplung in Transformatoren. >> mehr

Piezoaktoren

Pieozaktorik ist eine Kerntechnologie, die wir in unsere adaptiven optischen Elemente integrieren, z.B. aufgrund der kurzen Antwortzeit und geringen Leistungsaufnahme im Haltezustand. Aus dieser Anwendung sind piezoelektrische Aktuationskonzepte als ein eigenständiges Forschungsthema hervorgegangen, wobei der Fokus weniger auf die Materialien selber sondern auf die Strukturierung und Polarisierung von PZT-Piezokeramiken gerichtet ist.
Hierdurch können wir die elektromechanische Antwort optimieren bzw. auf spezielle Anwendungen in Aktoren und Ultraschallwandlern anpassen. Zum Beispiel können wir Piezoschichten mit einem einstellbaren Verhältnis der Verformung in der Ebene herstellen, oder sie in gewünschten Freiform-Auslenkungsprofilen aus der Ebene auslenken. >> mehr